水城县都格乡南一采区地质说明书.docx

1、水城县都格乡南一采区地质说明书水城县都格乡保兴煤矿南一采区地质说明书矿 长：总工程师：安全副矿长：生产副矿长：机电副矿长：采掘副总工：通风副总工;机电飞总工：地测副总工：安全监察科：编 制：编制单位：水城县都格乡保兴煤矿 编制时间：2012年03月27日目 录前言.2一、矿区概况.3二、自然地理.3三、地质特征.6四、断层构造、褶曲.8五、煤层及性质.9六、开采技术条件.14七、水文地质条件.18八、可采储量.25九、存在的问题和建议.26前 言水城县都格乡保兴煤矿为一整合矿井，由水城县都格乡原保兴煤矿（生产规模3万吨/年）、水城县都格乡通达煤矿（生产规模3万吨/年）2个煤矿整合而成。2011

2、年1月贵州省煤矿设计研究院完成了水城县都格乡保兴煤矿（整合）初步设计设计（60万t/a），2011年7月贵州省煤矿设计研究院对水城县都格乡保兴煤矿（整合）初步设计进行了设计（变更）（60万t/a）, 2011年8月10日贵州省能源局下发了（黔能源煤炭2011529号）批文关于对水城县都格乡保兴煤矿初步设计（变更）的批复，保兴煤矿采用一矿两井开拓方案，以F1断层为界将全矿划分为南、北两井，其中：南井采用平硐开拓，划分为一个水平（水平标高+1330m），三个采区（南一、南二、南三采区）；北井也采用平硐开拓，划分为一个采区（水平标高+1100m），两个采区（北一、北二采 区）。2011年10月贵州省

3、煤矿设计研究院对水城县都格乡保兴煤矿（变更）设计进行安全设施设计（60万t/a），2012年1月18日贵州煤矿安全生产监察局下发了黔煤安监函【2012】6号批文关于水城县保兴煤矿（变更）设计安全设施设计的批复。根据2007年07月贵州煤矿地质工程咨询与地质环境监测中心提交的贵州省水城县都格乡保兴煤矿资源储量核实报告分析，南井主平硐、南一轨道斜井、南一回风斜井、北井主平硐需穿越的地层为第四系（Q）、上二叠统龙潭组（P3），所穿越地层，多为灰深灰色粉砂岩、细砂岩、泥岩及煤层，坚硬程度：极软岩较硬岩，基本质量等级为类。矿井设计生产能力为60万 t/ a。采用平硐-斜井综合开拓，即：主平硐、轨道斜井、

4、回风斜井，系统已形成。矿井通风采用分区式通风，走向长壁后退式采煤法，全部陷落法管理顶板。矿井保有资源储量 3289万t，可采储量 1703 万t，可服务 20年。一、矿区概况1、矿区位置 贵州省水城县保兴煤矿位于水城县南部的都格乡，处于杨梅树向斜的北西翼，距水城县县城59.0km，行政区划属水城县都格乡管辖，工业场地距都格乡政府所在地11.0km。地理坐标为：东经10439301044015，北纬261815262042。矿井的东部有S217省道两（河）水（城）公路通过，从矿井工业场地经都格至龙井公路（四级公路），在俄脚接S217省道至水城59.0km；县境内各乡、镇均有县、乡道贯通连接，公路

5、网遍布全县，交通较方便，交通图如下。2、采区范围南一采区设计开采标高+1330m+11480m，井田南边界到4号勘探线，走向长为18002000m，倾斜宽为7501000m，面积为1.667km。二、自然地理 1、地形地貌 矿区为中山及低中山地形，地形高差较大，区内最高标高为+1654m，最低标高为+1270m,相对高差380m左右。煤系地层一般出露标高为+1270+1450m，上二叠统峨嵋山玄武岩为同向单面山，煤系地层为较开阔的走向谷及缓坡地形，煤系上覆地层形成桌状山，山势陡峻。2、水系 矿区地表水属珠江流域北盘江水系，矿区内无大的河流，仅西部发育有一条溪沟，溪沟常年有水，但地表冲沟较发育，

6、且多呈树技状分布，切割较深，沟水流量变化较大，雨季常发生山洪，枯季流量小至干涸，动态变化明显。距矿区东侧约5km有北盘江，最大流量2540m3/s，最小流量18.5m3/s，一般流量89.7m3/s，年最大水位差89m。其流量受降雨控制变化较大，具有明显山区雨源性特点。由于北盘江距该矿较远，且地势较低（+900m）左右，对矿区开采没有影响。3、气象 本区气候垂直分带明显，海拔+1500m以下地区属温热带气候，海拔+1500m以上地区属温凉气候。根据大渡口水文站资料，年最低温度为4.4，最高温度为40。年降雨为1200mm，降雨多集中在68月。区内+1300m标高以下无冰冻。4、地震 根据建筑抗

7、震设计规范（GB500112001），本区地震烈度为6度，本次设计主要建构筑物按7度设防。5、自然经济 1)、人口、国民产值、土地水城县位于贵州省西部，与云南省接壤，属六盘水市管辖。全县总面积3584平方公里，辖33个乡（镇）。境内有汉、苗、彝、布依、仡佬等26个民族，2007年，全县年末常住人口数77.18万人。2009年，全县生产总值45.71亿元，同比（下同）增长10.1%；财政总收入完成6.41亿元，增长27.39%；其中地方一般预算收入完成3.39亿元，增长32.79%；全社会固定资产投资完成57.39亿元，增长23.66%；社会消费品零售总额完成5.67亿元，增长16.89%；农民

8、人均纯收入达2538元，增长16.5%。全县土地总面积3584km2，其中耕地154.93万亩，圆地4.07万亩，林地196.97万亩，牧草地面积16.86万亩，水域4.7万亩，其他用地（含未用地）46.47万亩。2)、物产粮食作物有玉米、水稻、小麦、马铃薯等；经济作物有油菜、烤烟、生姜、茶叶、果树、生漆等；畜牧养殖业有牛、羊、马、鸡、猪等；水产养殖业有鲤鱼、草鱼等。3)、县内地方工业厂矿企业分布情况地方工业主要以采煤和煤炭加工为主，其工业涉及有煤炭、铁矿、磷矿、化工、机械、木材、建材、印刷、造纸、制糖、食品及皮革加工等。三、地质特征矿区出露最老地层为二叠系上统峨嵋山玄武岩组（P3）、龙潭组(

9、P3l），三叠系下统飞仙关组（T1f），最新地层为第四系（Q），由新到老依次叙述于下：（一）第四系（Q）出露于矿山东部及南东部含煤地层中，主要为飞仙关组（T1）紫灰色、灰绿色粉砂岩、泥质粉砂岩的风坡积物，厚030m，面积约1.1km2。（二）下三叠统1、永宁镇组（T1yn）矿区外东部仅出露一段。第一段（T1yn1）：上部为厚层状白云质灰岩与薄层状灰岩互层，下部为薄层状灰岩、泥质灰岩夹钙质泥岩薄层。平均厚度144m。2、飞仙关组（T1）按岩性组合分为二段。（1）飞仙关组二段（T12）：平均厚506m，上部为黄灰色薄层状泥质灰岩夹钙质泥岩及钙质粉砂岩薄层；中部为钙质泥岩与细砂岩互层，中部及底部夹较

10、多的细砂岩透镜体；下部为紫红色泥岩夹薄至中厚层状细砂岩。(2)飞仙关组一段（T11）:黄绿色、黄灰色粉砂岩及细砂岩，下部夹泥岩。平均厚度147m。（三）上二叠统（1）龙潭组（P3）由细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩和煤组成，含煤4778层，下部含23层铝土岩，煤层底板普遍都有根土岩。含大羽羊齿、带羊齿、细羊齿等植物化石，并含有稀少的瓣鳃类、腹足类及腕足类化石。厚390-420m。（2）峨嵋山玄武岩（P2）出露于矿山南部边界附近，为浅灰色绿灰色似层状玄武岩，具豆状、气孔状构造，顶部为凝灰岩，含大量杂色斑纹及黄铁矿结核，厚度不详。矿区地层特征表如下： 地 层 特 征 表地 层代号厚度 岩性特征系统

11、组(群)第四系Q030三叠系下 统永宁镇组T1yn 上部为厚层状白云质灰岩与薄层状灰岩互层，下部为薄层状灰岩、泥质灰岩夹钙质泥岩薄层。飞仙关T1 泥质灰岩夹钙质泥岩及钙质粉砂岩，粉砂岩及细砂岩。二叠系上 统龙潭组P3390-420由细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩和煤组成，含煤4778层，下部含23层铝土岩。峨嵋山玄武岩P2厚度不详浅灰色绿灰色似层状玄武岩，顶部为凝灰岩，含大量杂色斑纹及黄铁矿结核。四、断层构造、褶曲1、井田地质构造特征矿山位于六盘水断陷普安旋扭构造变形区杨梅树盆形向斜的次一级构造妥倮屯向斜的南东翼。矿山整体呈一单斜构造，地层走向由北向南从北东南西向缓慢转向南-北向，地层倾角一

12、般2652度。详见区域构造图：本矿地质构造类型属中等。2、断层区内发现1条断层F1，位于矿区中部，走向北西南东向，走向长1km左右，掩盖严重，性质不清，断距约30m。3、褶曲区内未发现次一级褶曲。五、煤层及性质1、煤层赋存情况及煤层特征一采区内可采煤层有3、52、5-3、7、10、131、132、152、23-2、33共10层。由上到下叙述如下：1）3号煤层煤厚0.651.56m，平均厚1.09m。比较稳定。不含夹矸，为单一煤层。2）5-2号煤层煤厚1.072.44m，平均厚1.76m。含02层泥岩夹矸。3）5-3号煤层煤厚0.961.60m，平均厚度1.29m。含夹矸01层，为高岭石泥岩。4

13、）7号煤层煤厚0.943.53m，平均厚度2.26m，一般均接近平均厚度。含泥岩夹矸01层。5）10号煤层煤厚0.792.04m，平均厚度1.33m，含泥岩夹矸01层。6）131号煤层煤厚1.582.84m，平均厚度2.01m；含泥岩夹矸03层。7）132号煤层煤厚0.683.25m，平均厚度1.41m，含泥岩夹矸02层。8）15-2号煤层厚度为0.592.58m，平均1.35m，含泥岩夹矸02层。9）23-2号煤层煤厚为0.261.70米m，平均1.11m，厚度不稳定，含夹矸02层，有时将煤分成23个单一煤层，矸石为灰色泥岩。一般都有一层棕灰色显晶质高岭石泥岩。10）33号煤层煤厚为0.34

14、1.71m，平均厚1.18m，厚度不稳定，结构复杂，夹矸石03层，为黑色泥岩或炭质泥岩，该煤有时与34号煤合并。上述10层煤平均总厚度为15.06m，可采煤层特征表煤层编号最小最大平均厚度（m）最小最大平均间距（m）夹石层数煤层倾角（）煤层容重顶板 底板30.651.561.096.788.497.45027421.48泥质粉砂岩粉砂质泥岩18.621.1224.335-21.072.441.760227431.45粉砂岩夹泥岩粉砂质泥岩9.1414.4612.965-30.961.601.290127441.5016.0625.6821.7570.943.532.260125431.38粉砂

15、质泥岩粉砂质泥岩16.0230.5624.09100.792.041.330127421.56粉砂质泥岩泥岩8.9526.0619.751311.582.842.010327421.55粉砂岩细砂岩5.5215.239.951320.683.251.410227431.62粉砂岩泥质粉砂岩20.5238.8031.4815-20.982.101.620228421.47泥岩或粉砂质泥岩泥质粉砂岩87.96107.3099.1123-20.261.701.110227421.58泥岩、粉砂岩细砂岩109.75144.64126.67330.341.711.180221451.4616.7528.

16、4021.23本采区内煤层为倾斜急倾斜煤层，煤层倾角在2756之间，一般为44左右。3、52、53、7、10、131、132号煤为焦煤；152号煤为瘦煤；232、33号煤为贫煤。2、煤的物理性质一采区内煤层物理性质较一致，颜色、条痕均为黑色，玻璃光泽，镜煤上的断口为贝壳状，而由多种煤岩组分组成的煤，则多为参差状断口。六、开采技术条件1、煤层顶底板情况（1）3煤层位于龙潭组上部，直接顶板为泥质粉砂岩，泥质胶结，力学强度中等，局部会发生顶板垮落，直接底板为粉砂质泥岩，力学强度低，可能发生支柱下陷。（2）5-3煤层位于龙潭组上部，顶板为粉砂岩夹泥岩，力学强度中等，部分会发生顶板垮落，直接底板为粉砂质

17、泥岩，力学强度低，可能发生支柱下陷。（3）7煤层位于龙潭组上部，顶板为粉砂质泥岩，力学强度低，容易发生发生顶板跨塌，直接底板为粉砂质泥岩，力学强度低，可能会发生底鼓及支柱下陷。（4）10煤层位于龙潭组上部，岩性为灰-深灰色粉砂质泥岩，力学强度低，容易发生顶板垮落，直接底板为泥岩，力学强度低，可能会发生底鼓及支柱下陷。（5）131煤层位于龙潭组中上部，顶板为粉砂岩，力学强度中等，局部会发生顶板跨塌，直接底板为细砂岩，力学强度较强，一般不会发生支柱下陷。（6）132煤层位于龙潭组中上部，顶板为粉砂岩，力学强度中等，局部可能发生顶板跨塌，直接底板为泥质粉砂岩，力学强度中等，可能发生支柱下陷。（7）1

18、5-2煤层位于龙潭组中上部，顶板为泥岩或粉砂质泥岩，力学强度低，易发生顶板跨塌，直接底板为泥质粉砂岩，力学强度中等，可能发生支柱下陷。（8）232煤层位于龙潭组中部，直接顶板为泥岩、粉砂岩，力学强度中等，部分会发生顶板跨塌，直接底板为细砂岩，力学强度较强，一般不会发生支柱下陷。2、瓦斯赋存情况（1）煤层瓦斯赋存及规律瓦斯在煤体中存在的状态有二种：游离状态和吸附状态。在天然条件下，煤体中以吸附状态贮存的瓦斯约占90%，以游离状态贮存在的占10%，总体来说，瓦斯绝大部份是以吸附状态存在的。随着开采深度的增加，瓦斯涌出量将会逐渐增大，矿井在生产和建设过程中应加强通风和瓦斯抽放，满足矿井排放瓦斯的要求

19、。通常在煤层内，无论浅部还是深部，煤体中的瓦斯80%90%都是以吸附状态存在，而以游离状态存在的仅占10%20%。但是在断层、大的裂隙、孔洞和砂岩内，主要为游离瓦斯。煤体在没有破坏以前，游离状态的瓦斯和吸附状态的瓦斯处于动态平衡状态。当煤体受到采动影响，使压力降低或温度升高时，部分瓦斯将由吸附状态转化为游离状态，发生解吸现象，反之，则会发生吸附现象。由于存在解吸现象和吸附现象，井下煤层和围岩中的瓦斯才能保持长时间、均匀、连续地涌出。由于资源储量核实报告未提供各煤层的瓦斯含量资料，但是保兴煤矿在发耳煤矿（二期）的浅部，属于同一构造带内，所以本设计参照水城县发耳矿区补充勘探地质报告的资料作为设计依

20、据，根据各煤层的瓦斯含量变化，有随着煤层赋存深度的加深而含量增大之趋势。表明标高与瓦斯含量相关关系显著。（2） 煤层瓦斯含量根椐采矿设计手册煤层瓦斯含量计算经验公式一计算。经计算，一采区开采各煤层在其最低标高时瓦斯含量见下表： 都格乡保兴煤矿（整合）各煤层瓦斯含量表序号煤层编号+1100.0m标高煤层原始瓦斯含量（m3/t）+1330.0m标高煤层原始瓦斯含量（m3/t）13煤层17.2412.6425-2煤层21.0716.4735-3煤层16.6912.0947煤层17.0512.45510煤层19.3514.75613-1煤层18.9314.33713-2煤层19.8715.27815-

21、2煤层20.8816.28923-2煤层21.5516.951033煤层18.1613.56（3）、矿井瓦斯等级根据黔煤行管字200767对六盘水市煤矿2006年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复， 矿井绝对瓦斯涌出量：4.58m3/min，相对瓦斯涌出量：37.98m3/t；矿井二氧化碳涌出量为1.90m3/min。根据煤矿安全规程第133条规定,该矿2006年度瓦斯等级为高瓦斯矿井。（4）、煤尘爆炸与自燃根据贵州省六枝工矿（集团）恒达勘察设计有限公司实验室2006年8月7日对原保兴煤矿一号井52、7和132号煤层作的“煤层自燃倾向性鉴定报告”：52号煤层自燃倾向分类结论：二类（自燃）；7号煤层自

22、燃倾向分类结论：三类（不易自燃）；132号煤层自燃倾向分类结论：三类（不易自燃）。根据贵州省煤田地质局实验室2011年1月提交的3、5-3、10、13-2、15-2、23-2、33号煤层的煤炭自燃倾向等级鉴定报告，结论为二类（自燃）的煤层有：10、152、33号煤层；结论为三类（不易自燃）的煤层有：3、5-3、13-2、23-2号煤层。根据贵州省六枝工矿（集团）恒达勘察设计有限公司实验室2006年8月7日对原保兴煤矿二号井52、7和132号煤层作的“煤尘爆炸性鉴定报告”：52号煤尘无爆炸性；7号煤尘无爆炸性；132号煤尘无爆炸性。根据贵州省煤田地质局实验室2011年1月提交的3、5-3、10、

23、13-2、15-2、23-2、33号煤层的煤尘爆炸性鉴定报告，各煤层均有爆炸性。3、地温由本矿及邻近煤矿资料，根据贵州省煤矿开采情况，该矿地温正常。4、冲击地压 由地质资料及相关资料，本矿无冲击地压现象。七、水文地质条件1、区域水文地质条件。保兴煤矿矿区为中山及低中山地形，地形高差较大，区内最高标高为+1654m，最低标高为+1270m,相对高差380m左右。煤系地层一般出露标高为+1270+1450m，上二叠统峨嵋山玄武岩为同向单面山，煤系地层为较开阔的走向谷及缓坡地形，煤系上覆地层形成桌状山，山势陡峻。矿区地表水属珠江流域北盘江水系，矿区内无大的河流，仅西部发育有一条溪沟，溪沟常年有水，但

24、地表冲沟较发育，且多呈树技状分布，切割较深，沟水流量变化较大，雨季常发生山洪，枯季流量小至干涸，动态变化明显。距矿区东侧约5km有北盘江，最大流量2540m3/s，最小流量18.5m3/s，一般流量89.7m3/s，年最大水位差89m。其流量受降雨控制变化较大，具有明显山区雨源性特点。由于北盘江距该矿较远，且地势较低（+900m）左右，对矿区开采没有影响。2、地下水类型矿区内地下水类型主要为碳酸盐岩岩溶裂隙水和基岩裂隙水，其次为松散岩类孔隙水。3、主要含（隔）水层类型1)第四系： 以坡积、残积层为主，厚度不均，038.74m，一般20m左右。大片残积层覆盖于煤组之上，透水性强，往往有渗透性泉水

25、出露，一般流量不大，为一弱含水层。2)永宁镇组：一段：在矿区内无出露，在矿区外东部出露，薄层状灰岩及白云质灰岩，厚144米，出露于反向坡半山，多成悬岩陡壁，地表多溶蚀沟，裂隙发育，泉水少见，为一强含水层。3)飞仙关组分两段：二段：以紫色砂岩为主，厚506m，出露于反向坡中下部，多成垂直于走向的山脊和山沟，岩石易风化，裂隙发育，泉水出露较多。为弱含水层。一段：以灰绿色砂岩为主，厚147m，出露于山前坡缘，常形成缓坡地形，泉水流量小，为弱含水层。4)龙潭组：厚度390420m，分布于缓坡、槽谷，呈浅山丘陵地形，地表多坡、残积物覆盖，本组分布面积大，补给条件较好，出露泉水较多。为弱含水层。5)峨嵋山

26、玄武岩组：该组地层由于岩石普遍抗风化能力强，岩石裂隙不发育，不易渗入大量大气降水，因此该组为一隔含水层。4、水文地质类型龙潭组裂隙水、小煤矿和老窑采空区积水、地表冲沟水是本矿井的主要水源，故本矿井属于以裂隙充水为主，水文地质条件复杂程度为中等，水文地质类型属二类二型。5、充水因素分析该矿是以大气降水为主的裂隙充水矿床，主要为顶板中所含裂隙水向巷道内渗漏，其次为老窑积水及采空区积水等。1）充水水源（1）地表水冲沟水沿途接受泉水及煤窑水补给，雨季还有较大面积大气降水汇入，水量较大，这些冲沟多位于含煤地层露头地带，冲沟附近的网状、脉状裂隙密集，它们与煤层风化、氧化带直接接触，将来沿沟溪一带开采煤层时

27、，冲沟水可能沿风化裂隙或采矿裂隙渗入或突入矿井，为矿井浅部开采的直接充水水源。（2）第四系孔隙水矿区内覆盖的第四系含水性弱，加之厚度不大，分布不广，蓄水量有限，对煤矿开采影响小。（3）龙潭组弱裂隙含水层该组主要为碎屑岩，富水性总体微弱，在构造断裂及应力破坏影响的地段，含水量相对会较大，矿床开采到这些地段，矿井出水量会比正常出水量增大。该组为煤矿床开采的直接充水水源。（4）小煤矿、老窑采空区积水小煤矿、老窑内存在着一定的积水，是浅部矿井开采的重要充水因素，在开采浅部煤层时，采空区积水易渗入矿井而成为矿井直接充水水源。2）充水通道（1）岩石天然节理裂隙龙潭组含煤地层在接近地表附近，岩石风化节理、裂

28、隙很发育，而深部则发育成岩或构造节理、裂隙，尤其是内部菱铁质细砂岩等脆性岩石更为发育，它们是地下水活动的良好通道，并沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系。（2）人为采矿冒落裂隙未来的采煤活动将产生大量的采矿裂隙，这些人为裂隙也会沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系，成为地下水活动的良好通道。（3）断层破碎带由于断层能破坏地层的完整性、连续性，降低岩石的力学强度，塑性岩石中断层破碎带含水性和导水性不强，刚性岩石中断层破碎带有一定含水性和导水性，可能连通含煤地层上部地表水，加之未来矿床开采中，人工采矿裂隙大量出现，改变了断层带附近应力场和地下水的天然流场，地表水、地下水更可能沿断裂带进入矿井。（4）小煤矿和老窑采空区矿山内小煤矿和老窑，其废弃采面或巷道会成为老窑水、采空区积水、部分地表水进入矿井的通道。3）充水方式由于矿井直接充水含水层露头分布不广，接受大气降水补给不强，为中等弱含水层，充水通道主要以岩石原生和采矿节理、裂隙为主，规模一般不大，少量为断层、老窑巷道、岩溶管道导水，因此未来矿井充水方式主要以渗水、滴水、淋水为主，局部可能发生突水。6、井田临近矿井积水